CN103809965B - 在用户界面中定义边缘检测参数的方法、系统及存储介质 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于为边缘位置视频工具设置参数的用户界面。在一个实施方式中，所述用户界面包括具有边缘区的多维参数空间表示，其允许用户调整区域中的单一参数组合指示符以便调整多个边缘检测参数以检测相应的边缘。所述边缘区指示在参数组合指示符位于边缘区之内时可检测的边缘特征。在另一个实施方式中，在一个或多个窗口中自动提供可由边缘检测参数的不同的可能的组合检测到的多个边缘特征的表示。当用户选择其中一个边缘特征表示时，将边缘检测参数的相应组合设置为边缘位置视频工具的参数。

Description

在用户界面中定义边缘检测参数的方法、系统及存储介质

相关申请的交叉引用

本申请是2012年11月5日提交的题为“EDGE MEASUREMENT VIDEO TOOLPARAMETER-SETTING USER INTERFACE”的美国专利申请序列号第13/669,333的部分继续申请，所述美国申请的公开内容通过引用据此将其全部合并到本申请中。

技术领域

本发明涉及边缘测量视频工具和包括自动参数设置替代物的界面。

背景技术

可以利用精度机器视觉检查系统(或简称为“视觉系统”)来获得被检查对象的精确的尺寸测量和检查各种其他对象特征。这样的系统可以包括计算机、相机和光学系统，和可以在多个方向上移动以便使相机扫描被检查的工件的特征的精度载物台。一个示例性的市售的现有技术系统是从位于伊利诺斯州的奥罗拉的三丰美国公司(MAC)可得的基于PC的视觉系统的QUICK系列和软件。例如，视觉系统的QUICK系列和软件的功能和操作一般地描述在2003年1月出版的QVPAK3D CNC视觉测量机器用户指南以及1996年9月公开的QVPAK 3D CNC视觉测量机器操作指南中，其中的每一个通过引用的方式将其全文并入本文。例如，由QV-302Pro模型例示的该产品能够使用显微镜型光学系统来提供不同放大率的工件的图像，并根据需要移动载物台以超越任何单一视频图像的限制来遍历工件表面。在给定所需的放大率、测量分辨率和这样的系统的物理尺寸限制的情况下，单一视频图像通常只包括被观察或检查的工件的一部分。

机器视觉检查系统通常利用自动视频检查。美国专利No.6,542,180('180专利)教导了这种自动视频检查的各个方面，并通过引用将其全部内容并入本文。如在'180专利中所教导，自动视频检查度量工具一般具有允许由用户为每个特定工件配置定义自动检查事件序列的编程功能。例如，这可以通过基于文本的编程、或通过逐步“学习”检查事件序列的记录模式、或通过两种方法的组合实现，其中，通过存储对应于由用户借助图形用户界面执行的检查操作的序列的机器控制指令的序列来逐步“学习”检查事件序列。这种记录模式通常被称为“学习模式”或“训练模式”或“记录模式”。一旦在“学习模式”中定义了检查事件序列，这样的序列可以之后被用于在“运行模式”期间自动获取(和附加地分析或检查)工件的图像。

包括该具体的检查事件序列(即，如何获取每个图像以及如何分析/检查每个所获取的图像)的机器控制指令通常被存储为针对特定工件配置的“部件程序”或“工件程序”。例如，部件程序定义如何获取每个图像，比如如何相对于工件放置相机、以什么照明水平、以什么放大水平，等等。此外，例如，部件程序通过使用如边缘/边界检测视频工具的一个或多个视频工具来定义如何分析/检查所获取的图像。

可以手动地使用视频工具(或简称为“工具”)和其他图形用户界面功能来完成手动检查和/或机器控制操作(以“手动模式”)。也可以在学习模式期间记录它们的设置参数和操作以便创建自动检查程序或“部件程序”。视频工具可以包括，例如，边缘/边界检测工具、自动对焦工具、形状或图案匹配工具、尺寸测量工具，等等。

用于定位工件图像中的边缘特征的各种方法是已知的。例如，已知对包含边缘特征的图像应用亮度梯度算子以确定其位置的各种算法，例如，Canny边缘检测器或差分边缘检测器。这种边缘检测算法可以被包括在也使用精心配置的照明和/或特殊图像处理技术的机器视觉检查系统中以提高亮度梯度或否则改善边缘位置精度和可重复性。

一些机器视觉系统(例如：那些利用上述软件的系统)提供具有用于边缘检测算法的可调参数的边缘位置视频工具。在某些实现方式中，可以在学习模式操作过程中初步确定有代表性的工件上的边缘的参数，然后在运行模式操作过程中利用该参数以找到相似工件的相应边缘。当在学习模式过程中难以或无法自动确定理想的边缘检测参数时，用户可以选择手动调整参数。然而，对于大多数用户(例如，相对不熟练的用户)来说，某些边缘检测参数(例如，诸如本文列出的TH、THR、THS的阈值)被认为是难以理解的，并且它们的调整，特别是对于参数的组合的调整会如何影响特定的边缘检测操作被认为难以直观化的。在编程和使用通用机器视觉检测系统时遇到的部件到部件的变化中的各种边缘条件和工件材料可能会使得参数的调整进一步复杂化。一种允许相对不熟练的用户调整边缘位置视频工具的参数以使它们可以被用来可靠地检查多种类型的边缘的改进的方法和系统将是期望的。

发明内容

提供了一种用于在机器视觉检查系统用户界面中定义边缘检测参数的方法。在一个实施例中，该方法通过提供具有多个边缘检测参数的边缘位置视频工具开始。为边缘位置视频工具定义感兴趣区域(ROI)，所述感兴趣区域至少包括感兴趣区域中的第一相应边缘特征。自动确定多个边缘检测参数的多个候选参数组合，其中，相应的候选参数组合可用于检测感兴趣区域中的相应的边缘特征。操作用户界面来显示对应于可用于检测感兴趣区域中的相应的边缘特征的相应的候选参数组合的相应的候选参数组合表示。该用户界面被配置为允许用户相对于所显示的相应候选参数组合表示执行参数组合选择动作。用户的选择动作导致选择边缘检测参数的组合，所述边缘检测参数管理在所定义的感兴趣区域中的边缘位置视频工具的操作。

用户界面可以包括多个边缘检测参数的可能的组合的多维参数空间表示。确定多个候选参数组合的步骤可以包括确定可用于检测第一相应边缘特征的相应候选参数组合的第一集合。操作用户界面的步骤可以包括将所述相应候选参数组合的第一集合的表示显示为多维参数空间表示中的第一区域。该用户界面可被配置为允许用户相对于第一区域执行参数组合选择动作，其包括将参数组合指示符移动到第一区域之内的一个位置和操作该参数组合指示符以选择对应于该位置的参数组合。

感兴趣区域(ROI)可以至少包括在该感兴趣区域中的第二相应边缘特征。确定多个候选参数组合的步骤可以包括确定可用于检测第二相应边缘特征的相应候选参数组合的第二集合。操作用户界面的步骤可以包括将所述相应候选参数组合的第二集合的表示显示为多维参数空间表示中的第二区域。

用户界面可以包括至少一个边缘特征表示窗口，所述边缘特征表示窗口包括机器视觉检查系统的视场的图像和可被参数组合检测到的边缘特征的表示，所述参数组合由叠加在视场的图像上的参数组合指示符的当前配置来指示。可被由参数组合指示符的当前配置指示的参数组合检测到的边缘特征的表示可以包括对应于叠加在视场的图像上的、对应于跨越ROI的多条扫描线的多个可检测的边缘点。可以使得所述至少一个边缘特征表示窗口和所述多维参数空间表示同步以使得在所述至少一个边缘特征表示窗口中的调整或选择导致在多维参数空间表示中的相应指示。

感兴趣区域(ROI)可以至少包括在该感兴趣区域中的第二相应边缘特征。用户界面可以包括第一和第二相应边缘特征的表示。自动确定多个候选参数组合的步骤可以包括至少确定可用于检测第一相应边缘特征的第一相应候选参数组合，和至少确定可用于检测第二相应边缘特征的第二相应候选参数组合。操作用户界面的步骤可以包括显示第一和第二相应边缘特征的表示。

该用户界面可被配置为允许用户相对于第一和第二相应边缘特征的所显示的表示来执行参数组合选择动作，其包括将光标移动到最接近第一和第二相应边缘特征的所希望的一个的表示的位置和操作该光标以选择对应于该边缘的参数组合。第一和第二相应边缘特征的表示可以包括叠加在第一相应边缘特征的图像上的、指示已确定了对应的第一相应候选参数组合的第一指示符，和叠加在第二相应边缘特征的图像上的、指示已确定了对应的第二相应候选参数组合的第二指示符。所述第一和第二指示符可以包括分别沿第一和第二边缘特征的检测到的边缘点。

第一相应边缘特征的表示可以包括包含指示已确定了对应的第一相应候选参数组合的所述第一相应边缘特征的第一边缘窗口，并且第二相应边缘特征的表示可以包括包含指示已确定了对应的第二相应候选参数组合的所述第二相应边缘特征的第二边缘窗口。用户界面可被配置为允许用户相对于第一和第二相应边缘特征的所显示的表示来执行参数组合选择动作，其包括将光标移动到第一和第二边缘窗口的所希望的一个中的位置和操作该光标以选择对应于该边缘的参数组合。

用户界面可以进一步包括多个边缘检测参数的可能组合的多维参数空间表示。该用户界面可被配置为允许用户相对于第一和第二相应边缘特征的所显示的表示来执行参数组合选择动作。其可以包括将光标移动到最接近第一和第二相应边缘特征的所希望的一个的表示的位置和操作该光标以选择第一或第二相应边缘特征。响应于该选择，用户界面可以被进一步配置为显示第一或第二区域的表示。更具体地，如果选择了第一相应边缘特征，则相应候选参数组合的第一集合的表示可被显示为多维参数空间表示中的第一区域，其中，所述相应候选参数组合的第一集合包括除可用于检测第一相应边缘特征的其它候选参数组合外的可用于检测第一相应边缘特征的第一相应候选参数组合。可替换地，如果选择了第二相应边缘特征，则相应候选参数组合的第二集合的表示可被显示为多维参数空间表示中的第二区域，其中，所述相应候选参数组合的第二集合包括除可用于检测第二相应边缘特征的其它候选参数组合外的可用于检测第二相应边缘特征的第二相应候选参数组合。

在一个实施例中，提供了一种用于在机器视觉检查系统用户界面中定义边缘位置参数的方法。为边缘位置视频工具的感兴趣区域(ROI)定义多个边缘检测参数。显示表示多个边缘检测参数的可能组合的多维参数空间表示。在一个实现中，多维参数空间表示是一个两维网格，每个维度表示对应于边缘检测参数之一的可能的值。参数组合指示符(例如，包括可在用户界面选择并拖动的参数组合标记)位于指示基于其位置的边缘检测参数的组合的多维参数空间表示之内。显示代表位于边缘位置视频工具的ROI中的边缘特征的一个或多个边缘特征表示窗口。在一个实施例中，在所述一个或多个边缘特征表示窗口中自动更新可被由参数组合指示符的当前配置指示的边缘检测参数的组合检测到的边缘特征。应理解，这里所使用的术语“窗口”包括先前已知类型的用户界面窗口，还更一般地涉及用户界面的非传统元素，其可包括一个或多个用户界面特性，例如：它们可以包括比整个显示区域更紧凑的和/或可能在某些时候(例如，在调整大小时和/或重新定位时和/或被用户隐藏时)被隐藏的显示元件，它们可能会关注特定类的信息和/或与该特定类的信息相关的菜单或选择，等等。因此，这里所说明的窗口的特定形式仅是示例性的而不是限制性的。例如，在一些实施例中，“窗口”可能没有明确定义的限制边界或其类似物，它可能有类似超链接的行为，它可能会出现在单独的和/或隔离的显示元件上，等等。

边缘特征表示窗口可以包括边缘位置视频工具的感兴趣区域的扫描线强度和/或扫描线强度梯度的表示。另一个边缘特征表示窗口可以包括机器视觉检查系统的视场的图像。可被由参数组合指示符的当前配置指示的参数的组合检测到的一个或多个边缘特征的表示可被叠加扫描线强度和/或扫描线强度梯度的表示和/或视场的图像上。

可以使得所述边缘特征表示窗口和所述多维参数空间表示同步以使得在边缘特征表示窗口之一中的参数调整或选择导致在多维参数空间表示中的参数指示符(例如，其位置)的对应调整或选择。边缘特征表示窗口中的调整或选择可以包括对阈值水平的调整或选择，多维参数空间表示中的对应指示可以包括将参数组合指示符移动到对应于所选阈值水平的位置。

附图说明

图1是示出通用精度机器视觉检查系统的各种典型组件的图。

图2是类似于图1的机器视觉检查系统的并且包括本文所述的特征的机器视觉检查系统的控制系统部分和视觉组件部分的框图。

图3和图4是示出包括具有边缘区的多维参数空间表示和包含边缘特征表示的窗口的用户界面显示器的第一实施例的各种特征的图。

图5是用于显示多维参数空间表示和包括边缘特征表示的至少一个窗口的方法的流程图。

图6是用于显示具有边缘区的多维参数空间表示的方法的流程图。

图7和图8是示出包括具有边缘区的多维参数空间表示和包含边缘特征表示和叠加的检测到的边缘点的视频窗口的用户界面显示器的第二实施例的各种特征的图。

图9是示出包括可供用户选择的不同的边缘特征表示的用户界面显示器的第三实施例的各种特征的图。

图10是利用穷举搜索来确定和显示可供用户选择的不同的边缘特征表示的方法的流程图。

图11是利用相连接的边缘来确定和显示可供用户选择的不同的边缘特征表示的方法的流程图。

图12是用于自动确定多个边缘检测参数的多个候选参数组合的方法的流程图。

具体实施方式

下面描述本发明的各种实施例。下面的描述提供了用于透彻理解和有利地说明这些实施例的具体细节。本领域技术人员将理解，然而，缺少这些细节的多个也可以实施本发明。此外，可能不会详细示出或描述一些公知的结构或功能，以避免不必要地模糊各种实施例的相关描述。下面所提供的描述中所使用的术语，即使将它与本发明的某些特定实施例的详细描述一同使用，也旨在以其最广泛的合理方式来解释。

图1是可用于按照本文所述的方法的一个示例性机器视觉检查系统10的框图。机器视觉检查系统10包括视觉测量机器12，其被可操作地连接以与控制计算机系统14交换数据和控制与该控制计算机系统14的信号。控制计算机系统14进一步可操作地连接以与监视器或显示器16、打印机18、操纵杆22、键盘24和鼠标26交换数据和控制信号。监视器或显示器16可以显示适合于控制和/或编程机器视觉检查系统10的操作的用户界面。应理解，在各个实施例中，触摸屏输入板等可以取代和/或冗余地提供计算机系统14、显示器16、操纵杆22、键盘24、和鼠标中的任一个或全部的功能。

本领域技术人员将理解，控制计算机系统14一般可包括任何计算系统或设备。合适的计算系统或设备可以包括个人计算机、服务器计算机、小型机、大型计算机，包括前述任何项的分布式计算环境，等等。这样的计算系统或设备可以包括执行软件以实行本文描述的功能的一个或多个处理器。处理器包括可编程的通用或专用微处理器、可编程的控制器、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)，等等，或这些设备的组合。软件可以被存储在例如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存，等等，或者这样的组件的组合的存储器中。软件也可以被存储在例如基于磁或光的磁盘、闪存设备，或用于存储数据的任何其他类型的非易失性存储介质的一个或多个存储设备中。软件可以包括一个或多个程序模块，其包括执行特定的任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。在分布式计算环境中，程序模块的功能可被组合或分布在多个计算系统或设备中，并且通过有线或无线配置的业务通话访问。

视觉测量机器12包括可移动的工件载物台32和其中可能包括变焦透镜或可拆卸透镜的光学成像系统34。变焦透镜或可拆卸透镜一般地提供由光学成像系统34提供的图像的各种放大率。机器视觉检查系统10一般地相当于上面所讨论的视觉系统的QUICK系列和软件以及类似的目前水平的市售精度机器视觉检查系统。机器视觉检查系统10也被描述在共同转让的美国专利No.7,454,053、7,324,682、8,111,905和8,111,938中，其中的每一个在此通过引用将其全部内容并入本文。

图2是类似于图1的机器视觉检查系统的、并且包括本文所述的特征的机器视觉检查系统100的控制系统部分120和视觉组件部分200的框图。如将在下面更详细地描述，利用控制系统部分120来控制视觉组件部分200。视觉组件部分200包含光学配件部分205，光源220、230和240，以及具有中心透明部分212的工件载物台210。工件载物台210是可沿大致平行于工件20所处的载物台的表面的平面中的X和Y轴可控地可移动的。光学配件部分205包括照相机系统260、可拆卸物镜250、并且可以包括具有透镜286和288的透镜旋转盘配件280。替代透镜旋转盘配件280，可以包括固定的或手动可拆卸的倍数改变透镜、或变焦透镜配置等等。

光学配件部分205是通过使用可控的电机294可沿大致垂直于X和Y轴的Z轴可控地可移动的，所述电机294驱动致动器沿Z轴移动光学配件部分205来改变工件20的图像的焦点。可控电机294通过信号线296连接到输入/输出接口130。

将使用机器视觉检查系统100对其成像的工件20，或持有多个工件20的托盘或固定装置放置在工件载物台210上。可以控制工件载物台210相对于光学配件部分205移动，使得可拆卸的物镜250在工件20上的位置之间移动，和/或在多个工件20之间移动。载物台灯220、同轴灯230和表面灯240(例如，环形灯)中的一个或多个可分别发射源光222、232和/或242以照亮工件或工件20。光源230可沿包括反射镜290的路径发射光232。源光被作为工件光255反射或透射，并且用于成像的工件光穿过可拆卸物镜250和透镜旋转盘配件280并由照相机系统260收集。将由照相机系统260捕获的工件20的图像在信号线262上输出到控制系统部分120。可通过信号线或总线221、231和241分别将光源220、230和240连接到控制系统部分120。为了改变图像放大率，控制系统部分120可以沿轴线284旋转透镜旋转盘配件280以通过信号线或总线281选择一个透镜旋转盘。

如图2所示，在各种示例性实施例中，控制系统部分120包括控制器125、输入/输出接口130、存储器140、工件程序生成器和执行器170和电源部分190。这些组件中的每一个，以及下面描述的附加组件，可通过一个或多个数据/控制总线和/或应用程序编程接口，或通过各元件之间的直接连接进行相互连接。

输入/输出接口130包括成像控制接口131、运动控制接口132、发光控制接口133和透镜控制接口134。运动控制接口132可包括位置控制元件132a和速度/加速度控制元件132b，虽然这样的元件可能会被合并和/或难以区分。发光控制接口133包括，如果适用的话，控制例如机器视觉检查系统100的各种相应的光源的选择、上电、开启/关闭开关、选通脉冲定时的发光控制元件133a-133n和133fl。

存储器140可包括图像文件存储部分141、边缘检测存储部分140ed、可包括一个或多个部件程序等的工件程序存储部分142，和视频工具部分143。视频工具部分143包括为每个相应的视频工具确定GUI、图像处理操作等的视频工具部分143a和其他视频工具部分(例如，143n)，和支持定义可在包括在视频工具部分143中的各种视频工具中操作的各种ROI的自动、半自动和/或手动操作的感兴趣区域(ROI)生成器143roi。

在本公开的上下文中，如本领域的普通技术人员所熟知，术语视频工具一般地涉及机器视觉用户可以通过相对简单的用户界面(例如，图形用户界面、可编辑的参数窗口、菜单，等等)，而无需创建包括在视频工具中的逐步操作序列或诉诸广义的基于文本的编程语言等等来实施的相对复杂的一组自动或编程规划好的操作。例如，视频工具可包括复杂的预编程的一组图像处理操作和计算，通过调整管理操作和计算的少数变量或参数来将所述复杂的预编程的一组图像处理操作和计算应用和定制在特定实例。除了基本的操作和计算，视频工具包括允许用户为视频工具的特定实例调整这些参数的用户界面。例如，许多机器视觉视频工具允许用户使用鼠标通过简单的“手柄拖动”操作来配置图形化的感兴趣区域(ROI)指示符，以便定义将要被视频工具的特定实例的图像处理操作分析的图像的子集的位置参数。应注意，可见的用户界面功能有时也被称为视频工具，其隐式地包括基本操作。

和许多视频工具一样，本公开的边缘位置和参数设置主题包括用户界面功能和基本的图像处理操作等等，并且相关的功能可被描述为包括在视频工具部分143中的边缘位置工具143el和相应的参数设置部分143ps的功能。边缘位置工具143el可以利用算法来确定边缘位置。该算法可由边缘检测参数管理，所述参数可在学习模式期间的某些情况下被自动确定和编程，和/或由用户手动调整(例如，在下面更详细地描述的例如TH、THR和THS的阈值)。

在一个实施方式中，为了使得用户可以如上文所述手动设置边缘检测视频工具参数，参数设置部分143ps提供了多维参数空间表示(例如，具有在一个轴上的TH和在另一个轴上的THS的2维网格)。提供可由用户在所述移动的参数标记或指示符(例如，光标)以调整或选择理想的参数组合(例如，TH和THS的)。在参数空间表示内提供参数组合边缘区域，所述参数空间表示指示参数指示符可能位于的位置以检测某些边缘特征。如在下面将相对于图3、4、7和8更详细地描述，提供说明对于参数和/或根据当前配置可被检测到的边缘特征的改变的一个或多个边缘特征表示窗口(例如，示出机器视觉系统的扫描线强度和/或扫描线强度梯度和/或视场)。该系统还可以或者可替换地自动扫描边缘检测参数的搜索空间，并生成示出响应于改变边缘检测参数值而发生的边缘检测结果的有意义的变型的一个或多个图像。也可以如将在下面相对于图9-11更详细地描述那样，规定用户界面显示器示出可供用户选择的不同的有意义的变型(例如，通过点击窗口或边缘特征)。

载物台灯220、同轴灯230和230’以及表面灯240的分别的信号线或总线221、231和241都连接到输入/输出接口130。照相机系统260的信号线262和可控电机294的信号线296连接到输入/输出接口130。除了传送图像数据外，信号线262可以传送来自控制器125的启动图像采集的信号。

一个或多个显示设备136(例如，图1的显示器16)和一个或多个输入设备138(例如，图1的操纵杆22、键盘24、鼠标26)也可以连接到输入/输出接口130。显示设备136和输入设备138可用于显示可能包括可用于执行检查操作，和/或创建和/或修改部件程序的各种图形用户界面(GUI)特征的用户界面，查看照相机系统260所捕获的图像，和/或直接控制视觉系统组件部分200。显示设备136可以显示在下面更详细地描述的与边缘位置视频工具143el和参数设置部分143ps相关联的用户界面功能。

在各种示例性实施例中，当用户利用机器视觉检查系统100创建工件20的部件程序时，该用户通过在学习模式中操作机器视觉检查系统100以提供理想的图像采集训练序列来生成部件程序指令。例如，训练序列可包括将代表性工件的特定工件特征放置在视场(FOV)中、设置灯光水平、聚焦或自动对焦、采集图像，并提供应用到图像上的检查训练序列(例如，在该工件特征上使用视频工具之一的实例)。学习模式操作使得所述序列被捕获或记录，并转换为相应的部件程序指令。当执行部分程序时，这些指令会导致机器视觉检查系统再现受过训练的图像采集和检查操作以自动检查在运行模式的工件上的或匹配创建该部件程序时使用的代表性工件的工件上的特定工件特征(即在相应位置的相应特征)。

图3和图4是示出包括含有工件图像的视场窗口310、例如选择栏320和340的各种测量和/或操作选择栏、实时的X-Y-Z(位置)坐标窗口370、灯光控制窗口350和含有边缘检测参数窗口360的边缘检测视频工具用户界面(“框工具”(box tool)用户界面)的用户界面显示器300的第一实施例的各种功能的图，其中，在图3所示的实施例中，通过选择框工具用户界面的“高级边缘参数”选项卡来显示所述边缘检测参数窗口360。框工具用户界面还包括叠加在视场窗口310中的图像上的框工具GUI窗口小部件352，包括感兴趣区域指示符355、上升/下降指示符RF、扫描方向箭头SD和边缘选择器ES，这些是市售系统中已知的元件。上升/下降指示符RF和扫描方向箭头SD共同定义检测到的边缘是否具有沿扫描方向上升或下降的强度。边缘选择器ES指示要被(例如，通过当前的工具参数集合)检测的边缘。边缘检测参数窗口360还可以包括ROI位置参数/编辑框、扫描方向参数参数/编辑框、上升/下降边缘斜率参数/编辑框、可检测的边缘数量参数/编辑框和扫描间隔参数/编辑框。应理解，各种参数可以有默认值和/或基于先前的用户界面操作等自动确定的值。

在图3和图4中所示的实施例中，如在下面进一步描述，边缘检测参数窗口360分别包括扫描线强度和扫描线梯度窗口362和364，以及多个边缘检测参数(也称为边缘特性参数)的可能的组合的多维参数空间表示370。扫描线强度窗口362和扫描线梯度窗口364示出跨越感兴趣区域的代表性扫描线(例如，中央或平均扫描线等等)在沿扫描线方向上的像素位置处的扫描线强度简档IP和扫描线强度梯度简档GP的图形，并各自提供位于边缘位置视频工具的感兴趣区域中的边缘特征的边缘特征表示ER。如本文所用，边缘特征表示是用户可以理解为指示边缘的某种形式的表示。在扫描线强度窗口362中，边缘特征被理解为由密度在沿扫描线的相对有限的距离上的显著变化来表示。例如，在扫描线强度简档IP上指示典型的上升边缘和下降边缘特征表示ER(几种情况之一)。在扫描线强度梯度窗口364中，边缘特征被理解为由沿扫描线和/或梯度峰值(或谷值)在相对有限的距离上的显著的梯度变化来表示。例如，在扫描线强度梯度分别GP上指示典型的正负梯度边缘特征表示ER(几种情况之一)。当然，例如，如同边缘特征表示ER所指示，在视场窗口310中，边缘特征被理解为由其图像表示。因此，任何或所有的窗口310、362、364等等可以被称为边缘表示窗口。扫描线强度梯度简档GP在本实施例中可被理解为指示扫描线强度简档IP的斜率，因此它们在沿其各自的简档的相应的位置上一般将有对应的边缘特征表示。

在图3和图4中所示的实施例中，多维参数空间表示370包括示出边缘检测参数TH和THS的潜在组合的二维图372，参数的当前组合由参数组合指示符PCI的位置所指示。如同在下面对于一个示例性实施例所描述的，在窗口362和364中显示和自动更新可由边缘检测参数TH和THS的当前组合检测到的边缘特征。

边缘检测参数TH和THS是边缘位置视频工具的边缘检测算法的边缘检测参数。在一个实施例中，可在视频工具的学习模式期间确定这些和其他设置，然后在运行模式期间利用上述设置来确定边缘。当不能在学习模式期间确定理想的设置时，或者当由视频工具找到的边缘点被确定为不能令人满意时，用户可以选择手动调整这些设置。视频工具的一些设置可以是直观的和方便调整的。但是，其它设置(例如，对于边缘检测参数TH和THS)有时被认为是相对复杂和难以调整的，特别是以组合的方式。

参数可以提供管理算法的各种功能。例如，在某些情况下，参数可以提供一种故障保护型功能。也就是说，需要跨越边缘的亮度变化的最小水平的参数可能会阻止边缘检测视频工具在出乎意料的低曝光(例如，由于发光故障)或其它的异常状态的情况下返回边缘位置。本文所指的参数TH定义与所需的跨越边缘的最小亮度变化水平相关的阈值。在另一种情况下，需要跨越边缘的亮度变化率的最小水平的参数(例如，梯度值，其可以表征为边缘的宽度或锐度)可以进一步表征边缘的特定实例，并可以防止边缘检测视频工具在边缘的形式或其照明度(例如，环境照明度变化，或方向变化)或相对于“学习模式”边缘结构的其图像的焦点(模糊的图像拓宽和柔化边缘)或用于视频工具的初始训练/编程的照明度发生出乎意料的变化的情况下返回边缘位置。本文所指的参数THS定义与所需的跨越边缘的最小亮度变梯度相关的阈值。应理解，上面概述的每个参数，特别是它们的组合，可被设置为对应于和/或表征学习模式期间的边缘的“原型”实例以提高边缘检测的可靠性和/或确切性(使用预期的成像条件检测预期的边缘)。所述参数可以为特定的边缘进行区别设置，或者当预期的条件尚未达成(或接近达成)时可能导致视频工具的“故障”。在一些实施例中，可以设置视频工具使得所有的参数都是“静态”的，导致视频工具“故障”，除非严格地再现预期的条件。在一些实施例中，参数THR(在合并的参考文献中所称的)可以定义THS和TH之间的关系和/或这种关系的阈值使得视频工具可以基于图像的实际亮度(假设在被认为提供用于检查的适当的图像的范围内亮度下降)设置以“动态地”调整一些参数(例如，THS)，从而导致视频工具由于预期的发光变化和/或部分实现的变化等而“出故障”频率降低。

在某些情况下，工件上可能充满了大量边缘，使得不能由视频工具的感兴趣区域的位置和大小可靠地隔离目标边缘。在这种情况下，上面概述的参数，特别是它们的组合，可以被设置在可由目标边缘(包括预期的工件到工件的变型)满足但不能被该工件上的其它邻近边缘满足的水平，使得视频工具在检查和测量操作过程中将目标边缘和其它边缘区别开来。应理解，本文所公开的创造性的特征对于设置在稍后的情况中有用的参数的组合、以及更一般地为用户提供改进的易于使用和理解是具有特定价值的。

强度窗口362示出沿边缘检测视频工具的扫描线的、具有可调节的TH线363的强度简档IP。类似地，梯度窗口364示出沿边缘检测视频工具的同一扫描线的、具有可调节THS线365的梯度简档GP。窗362和364被配置为包括操作，其中，用户可以图形化地选择和调整(例如，通过拖动该线)TH线363和THS线365的参数值，而无需分别编辑TH和THS文本框382和384。这种类型的显示和功能对于有经验的用户可能是特别有用的，对他们来说，调整可能是比利用现有的文本框382和384的方法更容易和更快速的。可以响应于这样的线调整来实时更新参数组合指示符PCI的位置和TH和THS文本框。只利用可调线363和365的缺点是一次只能调整一个边缘检测参数，经验不足的用户不一定知道如何理解边缘特征表示窗口362和364中所示的原始强度简档IP和梯度简档GP。

如窗口362和364中所示，为了提高用户对TH和THS参数值的边缘区别效果的理解，在一个实施例中，配置窗口和GUI使得可在这些窗口中指示可检测的边缘DE(即，可以指示沿强度简档IP和梯度简档GP的相应的可检测边缘表示)。在图3所示的情况下，在梯度窗口364中，简档GP的低于梯度参数的阈值THS的分段被加阴影。强度窗口362中相应的分段也被加阴影。此外，在强度窗口362中，强度简档的低于强度参数的阈值TH的部分被加阴影。因此，满足当前参数组合的三个边缘表示被高亮显示，或由图3中标记为DE1、DE3和DE4的非阴影区域表示为窗口362和364中的可检测边缘。这样的视觉指示帮助用户理解边缘检测参数TH和THS的单独的和组合的变化如何影响对边缘的确定，并提供关于算法如何工作的实时指示。在一个实施例中(未示出)，可检测的边缘指示符也可以被叠加在视场窗口310中的相应边缘上。如图3所示，因为“可供选择的可检测边缘数量”框被设置为默认值1(意味着要定位的边缘是沿扫描线方向的ROI中的第一可检测边缘)，将窗口310中视频工具的所选边缘ES设置为对应于DE1的边缘。在一些实施例中，可检测边缘DE1也可在窗口362中被标记为“选定的边缘”。

与窗口362和364中的TH和THS线363和365单独调整相反，多维参数空间表示370允许用户同时调整阈值TH和THS。在图372中，沿x轴表示边缘检测参数TH，而沿y轴表示边缘检测参数THS。用户可以选择指示符PCI并将其拖动到图372上的任何位置，并且当前位置定义当前TH和THS值。实验已显示，通过使用该用户界面的各种功能，即使相对不熟练的用户也可以迅速地探索和优化使用上面概述的各种功能可靠地隔离特定边缘的参数组合，或只是主要地帮助他们了解在不具备特殊条件的情况下不能可靠地隔离边缘(例如，通过在感兴趣区域中选择特定的可检测边缘)。

作为图3和图4中用户界面的操作的说明性示例，如图4所示，已将图372中的指示符PCI移动到一个新的位置(例如，通过在用户界面中拖动)。在图3和图4的实施例中，窗口362和364与多维参数空间表示370是同步的，使得对指示符PCI的位置的调整导致对TH线363和THS线365的水平的相应调整，反之亦然。因此，根据指示符PCI的新位置，窗口362中的TH线363和窗口364中的THS线365也被相应地调整。在任何情况下，作为为参数TH和THS定义的特定的新水平的结果，其他的边缘，在窗口362和364中由标号DE2所指示的附加边缘现在被指示为可检测的边缘。通过检查附图应理解，可检测边缘DE2是比边缘DE1、DE3和DE4“微弱的”边缘，并且不能仅基于参数TH和THS而将其从感兴趣区域中隔离。然而，很容易观察到，它是沿扫描线的第二可检测上升边缘，因此用户将“可供选择的可检测边缘数量”框设置为值2。因此，参数TH和THS隔离相对较强的可检测边缘DE1-DE4而抑制较弱的边缘和/或噪声，并且可检测边缘数量选择器进一步使用当前的一组参数细化要被定位的理想边缘-沿扫描线的第二可检测边缘(DE2)。在一个实施例中，窗口362和364中的至少一个(和/或窗口310)和可检测边缘数量(例如，如“可供选择的可检测边缘数量”框中所示)是同步的，使得用户可以在所述窗口之一中选择所指示的可检测边缘，并且为沿感兴趣区域中的扫描线的可检测边缘的数量自动进行相应的参数选择。

应理解，多维参数空间表示370的一个优点是，它允许用户同时调整多个参数(例如，边缘检测参数TH和THS)，迅速地探索与设置的各种组合相关联的检测界限和其他的检测可靠性的权衡(例如，检测不正确的边缘对比工具故障的可能性)。用户不需要了解各种参数的功能，因为通过调整指示符PCI的位置和观察相应的可检测边缘指示的实时反馈，用户可以直观地感受到边缘检测结果对位置指示符PCI的灵敏度，并且可以直观地将其设置在“最佳地点”以产生理想的边缘检测。同样重要的是，用户可以通过简单地移动指示符PCI来快速地扫描所有的参数组合，并且得知没有特定的组合隔离目标边缘，并确定可能需要设置附加的参数(例如，“可供选择的可检测边缘数量”框)或可能需要改变发光，或调整感兴趣区域，等等。与此相反，使用用于设置边缘检测参数的现有技术的方法和界面来做出具有相同的效率和确定性的相同的判断是不切实际或不可能的。

虽然上面相对于多维参数空间表示370描述的技术允许用户同时调整多个边缘检测参数，但是为了检测某些边缘而精确地预测指示符PCI需要位于何处可能仍然是困难的。如将在下面更详细地描述，可以提供候选参数组合边缘区以帮助确定指示符PCI的理想位置。

如图3和4所示，在多维参数空间表示370之内，候选参数组合边缘区EZ1表示可以放置指示符PCI来检测第一可检测边缘DE1的区域。类似地，候选参数组合边缘区EZ2表示可以放置指示符PCI来检测第二可检测边缘DE2的区域，候选参数组合边缘区EZ3表示可以放置指示符PCI来检测第三可检测边缘DE3的区域。可以认为用于检测第四可检测边缘DE4的第四候选参数组合边缘区EZ4与第一候选参数组合边缘区EZ1完全重叠。应理解，候选参数组合边缘区EZ1、EZ2、EZ3和EZ4都可能包括在其中可检测到多个边缘的重叠区域，并且在一些实施方式中使用颜色或其它可见的特征来对其进行说明。

如图3所示，为了说明此功能的使用和操作，已将指示符PCI放置在候选参数组合边缘区EZ1、EZ3和EZ4内、但不在候选参数组合边缘区EZ2内的一个位置。因此，如在窗口362和364中所图示，并且如上所述，只有边缘DE1、DE3和DE4可被所指示的候选参数组合潜在地检测到。如图4所示，指示符PCI已经移动到新的位置，其中，它在候选参数组合边缘区EZ2内，也在候选参数组合边缘区EZ1、EZ3和EZ4内。因此，如在窗口362和364中所指示，并且如上所述，边缘DE1、DE2、DE3和DE4中的每一个都可被所指示的参数组合潜在地检测到。

应理解，以这种方式显示候选参数组合边缘区EZ1、EZ2、EZ3和EZ4允许用户知道在哪里放置指示符PCI以便能够区别理想的边缘和其它边缘(如果可能的话)，并知道在多维参数空间表示370中检测边缘存在多少可能性。在一个实施例中，候选参数组合边缘区EZ1、EZ2、EZ3和EZ4与窗口310、362和364中的一个或多个同步，其中，用户可以选择边缘特征以突出显示或显示相应的边缘区EZ。例如，在窗口310、362或364的一个中，用户可以选择(例如，点击)可检测边缘特征DE或边缘表示ER，响应于此，相应的候选参数组合边缘区EZ被突出显示和/或被不带有其他边缘区EZ地单独显示。

图5是用于定义机器视觉检查系统用户界面中的边缘检测参数的方法500的流程图。在方框510中，为边缘位置视频工具的感兴趣区域(ROI)确定多个边缘检测参数。在方框520中，显示多个边缘检测参数的可能组合的多维参数空间表示。在方框530中，显示位于多维参数空间表示中的参数组合指示符，所述指示符基于其位置指示多个边缘检测参数中的至少两个的组合。在方框540中，显示表示位于边缘位置视频工具的感兴趣区域中的边缘特征的至少一个边缘特征表示窗口。所述至少一个边缘特征表示窗口随着用户对参数组合指示符的配置的修改而对其进行响应，使得在所述至少一个边缘特征表示窗口中自动更新可由通过参数组合指示符的当前配置指示的边缘检测参数的组合检测到的边缘特征。

图6是用于说明用于确定例如图3和4所示的那些候选参数组合边缘区的例程600的一个示例性实施例的流程图。如将要在下面更详细描述，在这个特定的实施例中，该方法一般包括以下操作：识别对应于特定的边缘的一组扫描线像素，确定由所述一组像素所表现的TH和THS边缘检测参数值/组合的范围，并将所述TH和THS值/组合的范围表示为用户界面中可选的候选参数组合的相应范围或区域，使得用户可以在所表示的范围或区域中选择参数组合以便检测对应于该区域的边缘。下面将相对于图6更具体地描述这些步骤的一个实施例。

如图6所示，在方框610中，沿感兴趣区域中的扫描线确定强度简档和边缘力度简档(例如，梯度简档)。在方框620中，确定沿对应于感兴趣区域中的相应边缘的扫描线的相应的一组像素(例如，识别对于上升(下降)边缘表现出显著的强度增加(减少)的一组相邻像素)。在方框630中，为每个相应的分组确定由该分组中的像素所表现的参数组合(例如，TH/THS组合)的范围。

在方框640中，相应分组或边缘的所确定的参数组合的范围被映射或表示为候选参数组合，所述候选参数组合被表示为用户界面中可选候选参数组合的范围或区域(例如，作为候选参数组合边缘区)，使得用户可以选择所表示的范围或区域中的参数组合以便检测相应的各个边缘。

图7和图8是说明用户界面显示器700的第二实施例的各种功能的图，所述用户界面显示器700包括多维参数空间表示和视场窗口310，所述视场窗口310包括边缘特征表示ER和叠加的检测到的边缘点DEP。在其它方面，用户界面显示器700类似于图3和4中所示的用户界面显示器300，并且可以通过类比理解类似编号的元件，除非另有指明。

正如前面所指出的，在视场窗口310中，边缘特征被理解为由其图像所表示，例如，如同边缘特征表示ER所指示的那样。多维参数空间表示370包括示出边缘检测参数TH和THS的潜在组合的二维图372，参数的当前组合由参数组合指示符PCI的位置所指示。参数组合边缘区EZ1、EZ2、EZ3和EZ4被指示为在多维参数空间表示370之内。在图7和8所示的实施例中，扫描线强度窗口362和扫描线梯度窗口364示出在沿跨越感兴趣区域的代表性扫描线(例如，中央或平均扫描线等)的扫描线方向的像素位置处的扫描线强度简档IP和扫描线强度梯度简档GP的图。如前所述，在窗口362和364中显示和自动更新可由边缘检测参数TH和THS的当前组合所检测到的边缘特征(可检测边缘DE)。如在下面更详细地描述，在视场窗口310中，指示满足参数的当前组合的检测到的边缘点DEP。

在图7所示的情况下，与图3相比较，用户已将参数组合指示符PCI重新定位在参数组合边缘区EZ1、EZ3和EZ4之内，并使得边缘检测参数TH具有值98.7。满足参数的当前组合的三个边缘表示被突出显示或通过标记为DE1、DE3和DE4的无阴影区域在窗口362和364中被表示为可检测边缘。

与用户界面显示器300相比，用户界面显示器700中添加的一个重要特征是，在视场窗口310中指示满足参数的当前组合的所检测到的边缘点DEP。这比在用户界面显示器300中的表示提供了更多的信息。例如，在扫描线强度窗口362中可以看出参数TH被设置为使得在窗口362中图示的代表性扫描线的可检测边缘DE1刚刚超过参数TH。然而，重要地是，视场窗口310中的检测到的边缘点DEP指示可检测边缘DE1只在沿少数扫描线时超过参数TH。因此，视场窗口310中的检测到的边缘点DEP还指示沿部分扫描线，超过参数TH的第一个上升边缘对应于可检测边缘DE3。这样的视觉指示帮助用户理解边缘检测参数TH和THS的单独的和组合的变化如何影响对边缘的确定，并提供关于算法如何工作的实时指示。在图7所示的情况下，所检测到的边缘点DEP清楚并立即示出当前参数不能在边缘DE1和DE3之间进行可靠的区分。

与此相反，如图8所示，图372中的指示符PCI已被移动到一个新的位置(例如，通过在用户界面中拖动)以只在参数组合边缘区EZ3之内。在图7和8的实施例中，窗口362、364和310都是与多维参数空间表示370同步的，使得对指示符PCI的位置的调整导致对TH线363和THS线365的水平，以及检测到的边缘点DEP的相应调整。作为为参数TH和THS定义的特定的新的水平的结果，只有在窗口362和364中的标号DE3所指示的边缘现在被指示为可检测边缘。也许更重要的是，在该窗口310可看出，所检测到的边缘点DEP现在也都位于相应的可检测边缘DE3上，传递这样的信息，即，当前一组参数将边缘DE3与所有其它边缘沿所有扫描线区分开来，而不只是沿着窗口362和364中的代表性扫描线。事实上，在一些实施例中，用户也许可以通过观察相应的检测到的边缘点，比通过观察窗口362和364更可靠地拖动PCI和设置参数。因此，在一些在视场窗口310中示出检测到的边缘点DEP的实施例中，视场窗口362和364可以是可选的、或省略的和/或隐藏的，除非由用户选择用于显示。

图9是示出用户界面显示器900的第三实施例的各种功能的图，所述用户界面显示器900包括在可供用户选择的一系列视场窗口910A-910D中提供的不同的边缘特征表示。视场窗口910A-910D类似于上面相对于图3、4、7和8所描述的视场窗口310，并且可以通过类比理解类似编号的元件，除非另有指明。

视场窗口910A-910D主要是根据检测到的边缘点DEP的位置彼此不同。如窗口910A中所示，所检测到的边缘点DEP位于第一可检测边缘DE1上。与此相反，在窗口910B中，所检测到的边缘点DEP位于第二可检测边缘DE2上。类似地，在窗口910C中，所检测到的边缘点DEP位于第三可检测边缘DE3上，并且在窗口910D中，所检测到的边缘点DEP位于第四可检测边缘DE4上。提供参数指示框920，其指示对应于当前所选视图窗口的参数值TH和THS(参数组合)。在一个实施例中，参数指示框920中所指示的可能导致特定的显示的检测到的边缘点DEP的候选参数组合，可能是用于检测相应的边缘的估计的最佳组合(例如，在一个实施例中，来自由相应边缘的边缘点所表现的参数组合范围的中值或平均值参数组合)。如同上面相对于图7和8的示例所描述，边缘检测参数TH和THS的不同参数组合可能会导致不同的检测到的边缘点

DEP。如将在下面更详细地描述，视场窗口910A-910D中的每一个代表边缘检测参数TH和THS(和/或其他边缘参数，例如，在一些实施例中，边缘数字参数)的不同候选参数组合，这会导致所检测到的边缘点DEP的不同位置。

在一个实施例中，为了产生视场窗口910A-910D，系统自动扫描边缘检测参数的搜索空间，并生成示出响应于候选边缘检测参数组合而发生的边缘检测结果的有意义的变型的图像(例如，视图窗口字段)。如将在下面相对于图10和11所更详细地描述，可以利用各种技术(例如，穷举参数空间搜索、特征引导检索等)来执行这个过程。在可替换实施例中，可以提供单一视场窗口，其中，在单一视场中指示不同的可检测边缘(例如，通过对在每个边缘上的检测到的边缘点进行颜色编码、或叠加编号等等)。然后，用户能够简单地选择理想的候选参数组合(例如，通过点击视场窗口或选定的边缘特征)以便为视频工具设置相应的边缘检测参数。应理解，通过显示各种可能的候选边缘检测组合的结果，也向用户有效地示出该系统在给定的感兴趣区域中能够检测到什么，这允许用户作出有关要检测边缘的明智的选择。

应理解，图9所示的实施例简化了边缘检测阈值的设置过程，并可能减少用户受挫。换言之，在以往的系统中，用户被要求手动设置单独的边缘检测参数，这一过程可能往往是混乱和费时的。即使使用上面相对于图3-8描述的改进的方法，特别地，在没有指示参数组合边缘区的实现中，对边缘检测参数的调整可能仍然是有点混乱的，因为阈值如何影响边缘位置的机制不是直观的，并且往往只能被最高级的用户理解。

在一个实施例中，在用户选择所需候选参数组合后(例如，用户点击视场窗口910A-910D之一)，然后，用户可利用用户界面和上面相对于图3-8所描述的技术进一步微调该参数设置(例如，在相应的边缘点所表现的候选参数组合的更加广泛的范围内)。在某些实施方式中，允许用户微调设置可能是有益于某些边缘检测技术的，特别是那些在边缘检测算法中不利用特征检测(例如，直线、圆弧等)的。对于微调，在某些实施方式中，用户可以直接拖动图像中的边缘(或如在图3和图4中示出的边缘选择器)，从这时起该算法将自动重新学习边缘检测参数。对于某些当其被前一边缘沿扫描线方向遮挡时不可被检测到的边缘，可以向用户提供方向以移动或改变GUI元素以排除遮挡边缘，或建议利用不同的工具，例如边缘选择工具。

图10是利用穷举搜索以确定和显示可供用户选择的如在图9中所示的不同的边缘特征表示的方法1000的流程图。如将在下面更详细地描述，在一个实施方式中，该方法通常可被导向生成一组边缘检测结果，其中，每个结果(即，变型)是足够“不同”或“显著不同”于其余结果，以便为用户提供可供选择的有意义的选项，并且可能主要在学习模式期间使用。如图10所示，在方框1010中，迭代有关的边缘检测参数的值，其中，预先建立(例如，以提供合理的结果和可接受的搜索时间)搜索的间隔尺寸(即，每个参数的步长)。

在方框1020中，对于参数值的每一种组合，在指定的工具感兴趣区域中运行边缘检测算法，其中，假设有产生有效结果的N个不同组合。在一个实施方式中，产生非常小的点缓冲区(例如，相对少的点)的组合可能被丢弃。可将阈值用作点缓冲区预计将传送的点的最小数量。在方框1030中，将产生的2D点缓冲区存储作为一个聚类(即，一组点)，并且相关算法参数被存储作为该聚类的元数据。在一个实施方式中，可以对参数值的所有N个组合重复方框1010-1030。

在方框1040中，给定由前面的步骤产生的N个聚类(点缓冲区)，执行分层凝聚聚类(hierarchical agglomerative clustering)以减少聚类的数量为数字K。在一个实施方式中，分层凝聚聚类算法以以下方式运行。这个过程以N个聚类开始，每个聚类包括由边缘检测算法返回的一个2D点缓冲区。然后，找出两个最相似的聚类A和B，并且如果它们足够相似则将其合并成一个聚类(这个过程被重复N-1次，如果需要的话)。如果没有两个聚类足够相似，则聚类过程结束。如果出现平局(即，两对聚类具有相等的相似性)，合并所找出的第一对。在一个实施方式中，如将在下面更详细地描述，可使用距离测量来测量两个聚类的相似性。在一个实施方式中，“足够相似”的要求是根据两个聚类之间的距离是否小于一个预定义的距离阈值来确定的。

可为凝聚聚类应用各种距离测量。在一个实施方式中，利用豪斯多夫(Hausdorff)距离(即，一个集合到另一集合中的最近点的最大距离)。(例如，参见http:// cgm.cs.mcgill.ca/～godfried/teaching/cg-projects/98/normand/main.html.)在另一实施方式中，修改的类豪斯多夫距离DH可能更适合减少对点缓冲区中的离群点(outlier)的灵敏度，其中：D(A,B)＝聚类A中的与聚类B中的最近点“不够接近”的一小部分点(“不够接近”是指点与点之间的欧几里德距离大于一个预定义的阈值)；D(B,A)＝聚类B中的与聚类A中的最近点“不够接近”的一小部分点；并且DH＝max{D(A,B),D(B,A)}。也可利用其它聚类距离测量(例如，平均联动或诸如沃德方法的最小方差，等等)。

返回到图10，在方框1050中，对于K个聚类中的每一个，计算边缘检测参数的代表值。在一个实施方式中，由于K个最终聚类中的每个聚类A是原始聚类(即，点缓冲区)中的一个或多个的聚合，因此可以计算每个参数的代表值(例如，对于所有属于聚类A的原始聚类，作为该参数的值的中值或平均值)。在方框1060中，使用计算的K组参数产生K个边缘检测变型图像。

应理解，在某些实施方式中，上面相对于图10描述的穷举搜索技术可能比某些其它技术需要相对较长的时间来执行(例如，由于需要做N次边缘检测，为每次设置做一次)。然而，总的时限可能仍然是相对短的(即，基本边缘检测过程可以相对较快地进行，在一些实施方式中整个过程需要不超过几秒钟)。这种时限可被某些应用所接受(例如，当该过程被用作在其中时限考虑不是至关重要的学习模式程序的一部分时，等等)。在某些实施方式中，可以为N个组合中所有检测到的点预先计算点间距离的矩阵以避免在聚类过程中的重复计算，这使得能够更快速地执行该过程。

图11是利用相连接的边缘来确定和显示可供用户选择的如在图9中所示的不同的边缘特征表示的方法1100的流程图。换句话说，作为如上面相对于图10描述的利用穷举搜索的一种替代，在一个实施方式中，可以替代地将边缘分组为边缘特征，然后为每个边缘特征找到适当的阈值。在某些实施方式中，利用相连接的边缘的这种方法可能会比利用穷举搜索的方法执行地更迅速。

如图11所示，在方框1110中，找出所有的边缘点并且将其分组为相连接的边缘。在各种实施方式中，这个过程可能会利用下列技术，例如：Canny边缘检测，其后跟随边缘链接；分段，其后跟随边缘跟踪；分段和边缘检测的任意组合；1D投影以识别所有可能的直线和圆弧，等等。在方框1120中，为每个边缘点计算TH和THS的范围。如上所述，一般来说，对于某些标准边缘检测过程，只有在TH和THS在一定的范围内时才可能找出每个边缘点。应理解，在某些实施方式中，某些边缘点可能具有TH和THS的空范围(例如，由于所利用的特定边缘检测算法的“早出(early-out)”过程，等等)。

在方框1130中，为每个相连接的边缘找出最优阈值。在某些实施方式中，可根据下列标准确定最优阈值，例如：内部点(inlier)的最大数量；离群点的最小数量；对图像噪声的鲁棒性，等等。在一个实施例中，如果沿着相连接的边缘的边缘点有显著不同的阈值范围，可以利用一种技术将边缘分解为类似边缘的分段(例如，通过分裂聚类，等等)。在方框1140中，使用每个最优阈值设置进行边缘检测以产生用于变型映射的实际边缘。在一个实施例中，当变型映射的数量很大时，可以呈现若干最显著的映射(例如，10个)，然后，用户可以选择最接近理想值的映射，并且之后可以被允许进一步地手动调整阈值。

图12是用于自动确定多个候选参数组合的方法1200的流程图。在方框1210中，提供具有多个边缘检测参数的边缘位置视频工具。在方框1220中，定义边缘位置视频工具的感兴趣区域(ROI)，所述感兴趣区域至少包括感兴趣区域中的第一相应边缘特征。在方框1230中，自动确定多个边缘检测参数的多个候选参数组合，其中，相应的候选参数组合可用于检测感兴趣区域中的相应的边缘特征。在方框1240中，操作用户界面来显示对应于可用于检测感兴趣区域中的相应的边缘特征的相应的候选参数组合的相应的候选参数组合表示，并且该用户界面被配置为允许用户相对于所显示的相应候选参数组合表示执行参数组合选择动作。用户的选择动作导致选择边缘检测参数的组合，所述边缘检测参数管理在所定义的感兴趣区域中的边缘位置视频工具的操作。

由上可知，应理解，这里已经出于说明的目的描述了本发明的具体实施例，但可以在不偏离本发明的范围的情况下作出各种修改。例如，多维参数空间表示可以包括将第三维度添加到两维网格中以形成体积(例如，同分异构地和/或可旋转地表示，等等)、以及将参数组合指示符定位在所述体积中。或者，可以使用附近的线性参数空间表示来扩充两维网格以得到第三参数，等等。作为另一示例，应理解，可将图像处理操作(例如，滤波操作)应用于感兴趣区域和/或在其中的边缘，以改善或揭示边缘(或多个边缘)的特性，这使得边缘检测或区分成为可能，或更可靠。例如，纹理边缘、颜色边缘等可以代表滤波后的图像、或伪图像等等，并且本文所公开的系统和方法可以被应用于这样的图像以补充或取代本文所概述的各种操作。因此，本发明除了由所附的权利要求书限制的以外并不受限于其它。

Claims (20)

1.一种用于在机器视觉检查系统用户界面中定义边缘检测参数的方法，所述方法包括：

提供具有多个边缘检测参数的边缘位置视频工具；

为边缘位置视频工具定义感兴趣区域ROI，所述感兴趣区域至少包括感兴趣区域中的第一相应边缘特征；

自动确定多个边缘检测参数的多个候选参数组合，其中，相应的候选参数组合可用于检测感兴趣区域中的相应的边缘特征；以及

操作用户界面来显示对应于可用于检测感兴趣区域中的相应的边缘特征的相应的候选参数组合的相应的候选参数组合表示，其中，所述用户界面被配置为允许用户相对于所显示的相应候选参数组合表示执行参数组合选择动作，所述参数组合选择动作导致选择边缘检测参数的组合，所述边缘检测参数对在所定义的感兴趣区域中的边缘位置视频工具的操作进行管理。

2.如权利要求1所述的方法，其中：

所述用户界面包括多个边缘检测参数的可能的组合的多维参数空间表示；

确定多个候选参数组合的步骤包括确定可用于检测第一相应边缘特征的相应候选参数组合的第一集合；以及

操作用户界面的步骤包括将所述相应候选参数组合的第一集合的表示显示为多维参数空间表示中的第一区域。

3.如权利要求2所述的方法，其中：

所述用户界面被配置为允许用户相对于第一区域执行参数组合选择动作，其包括将参数组合指示符移动到第一区域之内的一个位置和操作该参数组合指示符以选择对应于该位置的参数组合。

4.如权利要求3所述的方法，其中：

感兴趣区域ROI至少包括在该感兴趣区域中的第二相应边缘特征；

确定多个候选参数组合的步骤包括确定可用于检测第二相应边缘特征的相应候选参数组合的第二集合；并且

操作用户界面的步骤包括将所述相应候选参数组合的第二集合的表示显示为多维参数空间表示中的第二区域。

5.如权利要求4所述的方法，其中，用户界面进一步包括至少一个边缘特征表示窗口，所述边缘特征表示窗口包括机器视觉检查系统的视场的图像和可被参数组合检测到的边缘特征的表示，所述参数组合由叠加在视场的图像上的参数组合指示符的当前配置来指示。

6.如权利要求5所述的方法，其中，可被由参数组合指示符的当前配置指示的参数组合检测到的边缘特征的表示包括叠加在视场的图像上的、对应于跨越ROI的多条扫描线的多个可检测的边缘点。

7.如权利要求6所述的方法，其中，所述至少一个边缘特征表示窗口和所述多维参数空间表示是同步的，以使得在所述至少一个边缘特征表示窗口中的调整或选择导致在多维参数空间表示中的相应指示。

8.如权利要求1所述的方法，其中：

感兴趣区域ROI至少包括在该感兴趣区域中的第二相应边缘特征；

用户界面包括第一和第二相应边缘特征的表示；

自动确定多个候选参数组合的步骤包括至少确定可用于检测第一相应边缘特征的第一相应候选参数组合，和至少确定可用于检测第二相应边缘特征的第二相应候选参数组合；以及

操作用户界面的步骤包括显示第一和第二相应边缘特征的表示。

9.如权利要求8所述的方法，其中：

所述用户界面被配置为允许用户相对于所显示的第一和第二相应边缘特征的表示来执行参数组合选择动作，其包括将光标移动到最接近第一和第二相应边缘特征的所希望的一个的表示的位置和操作该光标以选择对应于该边缘的参数组合。

10.如权利要求8所述的方法，其中：

第一和第二相应边缘特征的表示包括叠加在第一相应边缘特征的图像上的、指示已确定了对应的第一相应候选参数组合的第一指示符，和叠加在第二相应边缘特征的图像上的、指示已确定了对应的第二相应候选参数组合的第二指示符。

11.如权利要求10所述的方法，其中，所述第一和第二指示符包括分别沿第一和第二边缘特征的检测到的边缘点。

12.如权利要求8所述的方法，其中：

第一相应边缘特征的表示包括包含指示已确定了对应的第一相应候选参数组合的所述第一相应边缘特征的第一边缘窗口，并且第二相应边缘特征的表示包括包含指示已确定了对应的第二相应候选参数组合的所述第二相应边缘特征的第二边缘窗口；以及

用户界面被配置为允许用户相对于第一和第二相应边缘特征的所显示的表示来执行参数组合选择动作，其包括将光标移动到第一和第二边缘窗口中的所希望的边缘窗口中的位置和操作该光标以选择对应于该边缘的参数组合。

13.如权利要求8所述的方法，其中：

用户界面进一步包括多个边缘检测参数的可能组合的多维参数空间表示；以及

所述用户界面被配置为允许用户相对于第一和第二相应边缘特征的所显示的表示来执行参数组合选择动作，其包括将光标移动到最接近第一和第二相应边缘特征的所希望的一个的表示的位置和操作该光标以选择第一或第二相应边缘特征，响应于该选择，用户界面被进一步配置为显示下列中的一个：

如果选择了第一相应边缘特征，则相应候选参数组合的第一集合的表示被显示为多维参数空间表示中的第一区域，其中，所述相应候选参数组合的第一集合包括除可用于检测第一相应边缘特征的其它候选参数组合外的可用于检测第一相应边缘特征的第一相应候选参数组合；或者

如果选择了第二相应边缘特征，则相应候选参数组合的第二集合的表示被显示为多维参数空间表示中的第二区域，其中，所述相应候选参数组合的第二集合包括除可用于检测第二相应边缘特征的其它候选参数组合外的可用于检测第二相应边缘特征的第二相应候选参数组合。

14.一种用于在机器视觉检查系统用户界面中定义边缘检测参数的系统，包括：

存储器，其用于存储编程的指令；

处理器，其被配置为执行所述编程的指令以执行下列操作：

提供具有多个边缘检测参数的边缘位置视频工具；

为边缘位置视频工具定义感兴趣区域ROI，所述感兴趣区域至少包括感兴趣区域中的第一相应边缘特征；

自动确定多个边缘检测参数的多个候选参数组合，其中，相应的候选参数组合可用于检测感兴趣区域中的相应的边缘特征；以及

操作用户界面来显示对应于可用于检测感兴趣区域中的相应的边缘特征的相应的候选参数组合的相应的候选参数组合表示，其中，所述用户界面被配置为允许用户相对于所显示的相应候选参数组合表示执行参数组合选择动作，所述参数组合选择动作导致选择边缘检测参数的组合，所述边缘检测参数对在所定义的感兴趣区域中的边缘位置视频工具的操作进行管理。

15.如权利要求14所述的系统，其中：

所述用户界面包括多个边缘检测参数的可能的组合的多维参数空间表示；

确定多个候选参数组合的步骤包括确定可用于检测第一相应边缘特征的相应候选参数组合的第一集合；以及

操作用户界面的步骤包括将所述相应候选参数组合的第一集合的表示显示为多维参数空间表示中的第一区域。

16.如权利要求14所述的系统，其中：

感兴趣区域ROI至少包括在该感兴趣区域中的第二相应边缘特征；

用户界面包括第一和第二相应边缘特征的表示；

自动确定多个候选参数组合的步骤包括至少确定可用于检测第一相应边缘特征的第一相应候选参数组合，和至少确定可用于检测第二相应边缘特征的第二相应候选参数组合；以及

操作用户界面的步骤包括显示第一和第二相应边缘特征的表示。

17.如权利要求16所述的系统，其中：

所述用户界面被配置为允许用户相对于所显示的第一和第二相应边缘特征的表示来执行参数组合选择动作，其包括将光标移动到最接近第一和第二相应边缘特征的所希望的一个的表示的位置和操作该光标以选择对应于该边缘的参数组合。

18.一种具有存储在其上的指令的计算机可读存储介质，所述指令可由处理器执行以进行下列操作：

提供具有多个边缘检测参数的边缘位置视频工具；

为边缘位置视频工具定义感兴趣区域ROI，所述感兴趣区域至少包括感兴趣区域中的第一相应边缘特征；

自动确定多个边缘检测参数的多个候选参数组合，其中，相应的候选参数组合可用于检测感兴趣区域中的相应的边缘特征；以及

操作用户界面来显示对应于可用于检测感兴趣区域中的相应的边缘特征的相应的候选参数组合的相应的候选参数组合表示，其中，所述用户界面被配置为允许用户相对于所显示的相应候选参数组合表示执行参数组合选择动作，所述参数组合选择动作导致选择边缘检测参数的组合，所述边缘检测参数对在所定义的感兴趣区域中的边缘位置视频工具的操作进行管理。

19.如权利要求18所述的计算机可读存储介质，其中：

所述用户界面包括多个边缘检测参数的可能的组合的多维参数空间表示；

确定多个候选参数组合的步骤包括确定可用于检测第一相应边缘特征的相应候选参数组合的第一集合；以及

操作用户界面的步骤包括将所述相应候选参数组合的第一集合的表示显示为多维参数空间表示中的第一区域。

20.如权利要求18所述的计算机可读存储介质，其中：

感兴趣区域ROI至少包括在该感兴趣区域中的第二相应边缘特征；

用户界面包括第一和第二相应边缘特征的表示；

自动确定多个候选参数组合的步骤包括至少确定可用于检测第一相应边缘特征的第一相应候选参数组合，和至少确定可用于检测第二相应边缘特征的第二相应候选参数组合；以及

操作用户界面的步骤包括显示第一和第二相应边缘特征的表示。